안녕하세요 송종민 전문가입니다. 많은 질문 바랍니다.
Q. 공기중의 질소의 조성이 산소보다 높은데 그 역할은?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.질소순환은 식량생산에서 중심적인 역할을 수행함으로서 에너지 수요 측면에서 우리에게 있어 좀 더 친숙한 기술이다. 식물이 식량을 만들기 위해 공기를 포함한 환경으로부터 질소를 추출하는 것처럼, 질소순환은 지구 및 생명의 화학이 일어나는 메커니즘 중 하나이다. 이러한 점에서 지구 질소순환에서 농업의 효과를 관리하는 것이 지속발전을 위해 중요한 도전거리가 되고 있다.질소는 아미노산의 중요한 구성성분이고 뉴클레오티드(핵산(DNA, RNA)의 기본 단위)이며, 결과적으로 모든 생명체에 필요한 구성성분이다. 운좋게 질소의 공급은 무한대이다. 질소는 공기의 주요 성분으로, 두개의 질소 원자로 구성된 질소분자 형태로 대기에서 4/5 정도를 차지하고 있다. 그러나 불행하게도 분자가 쉽게 화학적 반응을 할 수 없기 때문에, 이러한 질소는 생명체가 쉽게 이용할 수 없다. 자연 상태에서 질소를 쪼개는 것은 벼락규모의 에너지를 필요로 하거나, 특정한 미생물 형태의 전문화된 화학적 능력을 필요로 한다.이러한 미생물들은 일반적으로 토양에 살며, 때로는 특정 식물 뿌리의 공생기에서 살기도 한다. 미생물은 환경으로부터 질소를 변환시키기 위해 효소를 활용하고, 식물은 고정이라는 과정에서 질소를 영양소로 사용한다. 식물은 이러한 고정질소를 식물과 동물 모두에게 매우 필수적인 다양한 분자형태에서 탄소와 결합된 형태로 유기적 질소로 전환한다.이러한 과정과 반대되는 것이 탈질소과정으로 이는 생물체가 질소 영양분을 에너지 원천으로 사용하고, 순환을 완전히 끝낸 질소분자를 공기에 되돌리는 과정을 의미한다. 또한 탈질소과정은 또한 대기 중에 공해물질인 질소 부산물을 생산한다.
Q. 밤하늘이 어두운 이유가 무엇인지 궁금합니다.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.지구가 자전하는 동안 태양을 보는 면이 낮이 되는 것이고, 태양을 보지 않은 면이 밤이 되는 것입니다. 태양 빛을 못 받다 보니 어두워 집니다.
Q. 사람은 잠을 왜 자야 할까요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.사람은 보통 하루에 여덟 시간, 평생의 약 3분의 1을 잠으로 보낸다. 잠을 자는 동안 우리의 몸은 백혈구의 활동을 활발하게 해 부족한 면역 물질을 만들어 내며, 몸 안에 쌓인 피로 물질을 분해하고 깨어나서 쓸 영양분을 준비한다.특히 성장 호르몬은 깊은 잠을 잘 때 많이 분비되기 때문에, 성장기의 어린이에게는 잠을 충분히 자는 것이 중요하다. 그러나 무엇보다도 잠의 가장 중요한 역할은 뇌의 활동을 회복시켜 주는 것이다.잠은 부족해진 신경전달물질을 보충해 주고, 깨어 있는 동안 배우고 체험한 것에 대한 정보들을 차곡차곡 정리하여 기억 저장소에 보관함으로써 다시 새로운 것을 익힐 수 있게 해 준다.사람은 자는 동안 빠른눈운동수면(렘수면)과 느린눈운동수면(비렘수면) 상태를 오가게 된다. 빠른눈운동수면은 눈동자가 좌우로 빠르게 움직이는 상태로, 이때는 뇌의 활동이 활발해져 꿈을 많이 꾸게 된다. 반면 느린눈운동수면은 꿈을 거의 꾸지 않고 푹 자는 잠을 뜻한다.이렇게 두 종류의 잠이 번갈아서 나타나는 이유는 잠을 자는 동안에도 어느 정도 의식이 깨어 있게 해서, 뇌가 몸의 상태나 외부 환경의 변화에 대처하도록 하기 위한 것이라고 한다.
Q. 방사능은 사람에게 어떤반응을 일으키는건가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.우리는 우주에서 오는 방사선 지표가 방출한 자연 방사능 등 방사능 세례를 받습니다. 고전적이지만 기준이 되는 측정 단위는 '렘'입니다. 선량당량의 뢴트겐 단위로 방사선이 인체에 미치는 영향을 측정합니다. 자연환경에서 인간이 받는 방사능은 연간 1/3렘입니다. 자연 발생적인 방사능은 쉽게 견뎌 낼 수 있지만 양이 증가하면 인체에 치명적입니다.모든 것의 발단은 물질의 기본 구성단위인 원자입니다. 원자는 아주 조밀한 핵 주위를 전자구름이 둘러싼 형태로, 원자핵에는 양전하가 있고 전자가 주위를 소용돌이칩니다. 전자구름은 적정량의 양자와 중성자로 구성된 균형 잡힌 원자핵 주위를 회전하는데, 불안정한 방사성 원자핵은 중성자의 숫자가 많거나 적습니다.안정한 상태를 만드는 과정에서 아원자 입자나 광선 형태로 에너지를 방출하게 되고 이 입자나 광선이 체내에 들어가면 DNA를 파괴하고 세포의 기능 부전을 유발합니다. 방사능이 세포를 통과할 때 분자가 파괴되는데, 적은 양은 암을 발생시키고 다량 투입되면 사망에 이르게 됩니다.
Q. 인류 역사상 가장 최악의 바이러스는 무엇이었는지 궁금합니다.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.2019년 12월 중국 우한에서 처음 발생한 이후 중국 전역과 전 세계로 확산된, 새로운 유형의 코로나바이러스(SARS-CoV-2)에 의한 호흡기 감염질환이다. 코로나바이러스감염증-19는 감염자의 비말(침방울)이 호흡기나 눈·코·입의 점막으로 침투될 때 전염된다. 감염되면 약 2~14일(추정)의 잠복기를 거친 뒤 발열(37.5도) 및 기침이나 호흡곤란 등 호흡기 증상, 폐렴이 주증상으로 나타나지만 무증상 감염 사례 빈도도 높게 나오고 있다.